[发明专利]一种经含氮硅烷偶联剂硅烷化改性的铜硅催化剂及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种经含氮硅烷偶联剂硅烷化改性的铜硅催化剂，其特征在于，其包括铜物种、二氧化硅和经含氮硅烷偶联剂硅烷化改性的二氧化硅；所述铜物种占所述铜硅催化剂重量的10-30wt.％，所述二氧化硅占所述铜硅催化剂重量的60-85wt.％，所述经含氮硅烷偶联剂硅烷化改性的二氧化硅中氮元素占所述铜硅催化剂重量的0.1-2wt.％。

2.根据权利要求1所述的铜硅催化剂，其特征在于，所述铜硅催化剂中铜物种颗粒尺寸为1.5-4.5nm，所述铜硅催化剂比表面积为200-500m²/g，平均孔容为0.4-0.9cm³/g，平均孔径为5-12nm。

3.根据权利要求1所述的铜硅催化剂，其特征在于，含氮硅烷偶联剂选自3-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷或二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷。

4.一种权利要求1所述的铜硅催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将铜盐和氨水的混合溶液搅拌后，加入硅源，室温下搅拌，得到第一混合溶液；

(2)加热步骤(1)得到的第一混合溶液，进行蒸氨，直至pH值为6-7，结束蒸氨，得到第二混合溶液；

(3)将步骤(2)得到的第二混合溶液过滤洗涤，干燥，焙烧，得到蒸氨法铜硅催化剂；

(4)将步骤(3)得到的蒸氨法铜硅催化剂与含氮硅烷偶联剂在有机溶剂中混合搅拌，随后洗涤，干燥，得到经含氮硅烷偶联剂硅烷化改性的铜硅催化剂。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中铜盐为硝酸铜、醋酸铜或氯化铜；硅源为硅溶胶、硅酸钠溶液、正硅酸乙酯或正硅酸丙酯；以滴加方式加入硅源，滴加速度以1-3秒一滴，加入硅源后搅拌时间为0.5-24h。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中加热步骤(1)得到的第一混合溶液至70-90℃，进行蒸氨。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中先将步骤(2)得到的第二混合溶液，进行过滤洗涤，焙烧温度为350-450℃，焙烧时间为4-6h。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中将步骤(3)得到的蒸氨法铜硅催化剂与含氮硅烷偶联剂在有机溶剂中混合搅拌，升温至70-100℃，回流搅拌4-8小时；所述含氮硅烷偶联剂选自3-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷或二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷。

9.一种权利要求1所述的铜硅催化剂用于酯加氢反应的用途，其特征在于，所述的铜硅催化剂用于草酸二甲酯加氢制乙二醇的反应，用于减少副产物生成，提高主产物乙二醇选择性、催化剂活性和稳定性。

10.根据权利要求9所述的用途，其特征在于，所述的铜硅催化剂经过氢气还原后用于草酸二甲酯加氢制乙二醇的反应；首先将所述的铜硅催化剂装入在固定床反应器恒温段中，在2-3MPa压力下通入氢气进行程序升温，在220-350℃下还原2-6h后降温至反应温度180-220℃，然后通入草酸二甲酯进行反应，反应压力为2-3MPa，氢酯比为70-100。